实验五指导书 遥感图像滤波

实验五遥感图像滤波

一、实验目的

1、了解图像滤波中空间信息增强的定义

2、掌握图像空间域滤波最基本的处理方法

3、了解图像频率域滤波中空间信息增强的含义

4、掌握图像频率域滤波基本的方法和过程

二、实验内容

1、对实验区TM单波段数据进行空间滤波处理

2、对图像进行空间域滤波并分析其效果

分析效果可以在“viewer”视窗口，亦可以用假彩色合成的方法对比前后的变换。

3、对实验区TM单波段数据进行频率域滤波处理

4、对图像进行频率域滤波并分析其效果

空间域与频率域的转换，频率图像编辑器的使用，高通和低通滤波，在“viewer”视窗口，亦可以用假彩色合成的方法对比前后的变换。

三、实验条件

电脑、ERDAS9.2软件。厦门市TM遥感影像

四、实验步骤

卷积增强是将整个图像按照像素分块进行平均处理，用于改变图像的空间频率特征。卷积处理的关键在于卷积（核）算子（Kernal）——系数矩阵的选择，常用的卷积算子分为3*3,5*5,7*7三组，每组有包括edge detect（边缘检测）、edge enhance（边缘增强）、low pass（低通滤波）、high pass（高通滤波）、horizonal（水平边缘检测）、vertical（垂直边缘检测）、cross edge detection（交叉边缘检测）、summary等8种不同的处理方式

1、空间域滤波操作

在ERDAS面板上，选择“interpreter”-“spatial enhancement”-“convolution”命令，打开图像卷积对话框，对图像进行空间域滤波。

1）在打开的卷积增强对话框中，加载图像（input file），单波段或合成图像均可。本实验中选择单波段数据。

2）在图像平滑或图像锐化的卷积算子（kernal）选择滤波算子。

平滑处理

锐化

3）对卷积算子的选择（kernal selection）和编辑。

4）

5）若没有所需要的卷积算子，单击“convoltution”中的“edit/new”按钮，进入卷积核编辑或建立状态，定义所需要的卷积核。

6）参数设定完成后，单击“ok”按钮，进行空间域滤波

2、结果对比分析

在“viewer”视窗中打开原图和滤波后的图像，进行对比分析，并记录结果。

3、聚焦分析（）工具

聚焦分析使用类似卷积滤波的方法对图像数值进行多种分析，基本算法是在所选窗口范围内，根据所定义函数，应用窗口范围内的像素数值计算窗口中心像素的值，达到增强的目的。输入文件名，输出数据类型选“unsigned 8bit”聚集窗口大小为5*5，调整窗口形状的大小，算法（function）为“median”。

在ERDAS面板上，选择“interpreter”-“spatial enhancement”-“focal analysis”命令，打开图像聚焦分析对话框，可进行均值滤波、中值滤波等，主要参数的设定如表1所示。

表1 聚焦分析窗口主要参数设置意义

4、遥感图像的傅里叶正变换

选择ERDAS面板“interpreter”-“fourier analysis”命令，打开““fourier analysis”菜单，选择图像的傅里叶变换选项，打开傅里叶变换对话框。

ERDAS提供的傅里叶变换也是快速傅里叶变换，将空间域图像（*.img）转换成频率域图像（*.fft）。在傅里叶转换对话框中，选择输入图像、输出图像及需要变换的数据层范围，单击“ok”按钮执行变换。

5、频率图像编辑器（fourier transform editor ）

选择ERDAS 面板“interpreter ”-“fourier analysis ”-“fourier transform editor ”命令，打开频率图像编辑器视窗。

1）在频率图像编辑器中，打开生成的频率图像（*.fft ）。

在频率编辑器中，频率图像的中心在图像的中心，也是坐标原点。其频率值是最高的，随着向四周扩散，频率逐渐减小。

2）频率图像编辑器上工具条的使用，如表2所示。

表2 Fourier transform editor 中常用的工具条

图标

命令 作用 备注

Low-pass filter 低通滤波 不能进行参数设置，只能使用默认值。按下功能键后，用鼠标左键进行操作

high-pass filter 高通滤波

high-pass circular mask

高通圆形掩膜

high-pass rectangular mask

高通矩形掩膜

high-pass wedge mask

高通楔形掩膜

Inverse Fourier transform

傅里叶反变换 3）对频率图像进行滤波（高通、低通）。在菜单中选择“mask ”-“filter ”命令，打开“low/high-pass filter ”对话框，设置参数：

滤波类型（filter type ），滤波类型有高通（high-pass ）和低通（Low-pass ）。选择窗

口形状（window function ），选择滤波窗口，如表3所示

表3 ERDAS 提供的5种常用滤波窗口类型